機組儀表安裝調(diào)試課件20231008

機組儀表安裝調(diào)試及校驗

授課人：張道府一、探頭應(yīng)用及測量原理二、探頭的型號及含義三、探頭安裝四、探頭校驗1．大、中型機組的監(jiān)測對象：

大型機組的監(jiān)測對象主要是圍繞機軸進行的，包括軸溫、軸振動、軸位移、軸轉(zhuǎn)速（另外附屬的還有潤滑油的溫度和壓力監(jiān)控)。因此，我們把對機軸的各種參數(shù)進行監(jiān)測的儀表叫機軸系統(tǒng)儀表，簡稱軸系儀表。2．大、中型機組為什么要對軸溫、軸振動、軸位移、軸轉(zhuǎn)速以及油溫和壓力進行監(jiān)測及控制呢？1）機組價格昂貴；2）機組都使用在生產(chǎn)裝置的關(guān)鍵位置；3）機組運行中的能量巨大，一旦失控將是毀滅性和災(zāi)難性的。確保裝置的安全高效運行，機組得安全高效運行。軸系儀表是為確保壓縮機組安全運行而設(shè)置的，軸系儀表主要用于保護機組、檢測機組運行狀態(tài)。當(dāng)軸溫、軸振動、軸位移達到聯(lián)鎖預(yù)設(shè)值時，系統(tǒng)觸發(fā)聯(lián)鎖條件讓壓縮機停運。一、探頭應(yīng)用及測量原理

軸系儀表字母功能介紹首字母V：軸振動，上位單位um;Z：軸位移，上位單位um;S：速度，上位單位rpm;K：鍵相（也稱速度），上位單位rpm;T：溫度，上位單位攝氏度。字母第二位E：檢測元件T：變送或轉(zhuǎn)換I：指示氨壓機組圖片氨壓機組探頭分布圖合壓機組圖片合壓機組探頭分布圖壓縮機的機組儀表探頭探頭的高頻同軸接頭位移探頭安裝???機組溫度測量3．在大型機組監(jiān)測中的單位換算：

1mm=100道＝1000μm

1道=10μm=0.01mm1mils=25μm=1/1000英寸在探頭的線性范圍內(nèi),探頭距監(jiān)測點每變化125μm前置器輸出對應(yīng)的直流電壓就變化1V,這是理想狀態(tài)。（如果測得電壓為70mV,則振動值為25μm）（不同廠家的探頭其值可能各不相同）。

4．各測量元件的組成結(jié)構(gòu)及工作原理：

振動、位移、轉(zhuǎn)速等都是非接觸式電渦流傳感器。(俗稱探頭)塑封鎖緊鏍帽高頻線圈引出線擰緊式插接件同軸電纜被測物體檢修拆除的振動探頭檢修拆除的振動探頭探頭與固定套管之間絲口要用膠或生料帶纏緊，防漏油

探頭的工作原理是基于電磁感應(yīng)原理進行工作的。當(dāng)探頭的高頻線圈通上高頻電流后，探頭周圍產(chǎn)生高頻磁場，高頻磁場作用于被測物體使被測物體產(chǎn)生電渦流,電渦流本身又產(chǎn)生一個高頻磁場，這個磁場反作用于高頻線圈產(chǎn)生的磁場。距離越近作用越強。從高頻線圈取出一個受變化的電壓來反映被測物體的位置變化。探頭工作原理如下圖所示5、振動與位移位移與振動的定義：

軸向徑向軸的運動方向與軸向方向一致的運動狀態(tài)稱位移；軸的運動方向與軸的徑向方向一致的運動狀態(tài)稱振動。測量軸的徑向振動時，每個測點應(yīng)安裝兩個傳感器探頭，兩個探頭分安裝在軸承兩邊的同一平面上相隔90°(±5°)。由于軸承蓋一般是水平剖分的，因此通常將兩個探頭分別安裝在垂直中心線每一側(cè)45°，定義為X探頭(水平方向)和Y探頭(垂直方向)。如圖2-2所示。理論上，只要安裝位置可行，兩個探頭可安裝在軸承圓周的任何位置，保證其90°(±5°)的間隔，都能夠準(zhǔn)確測量軸的徑向振動。通常將軸的徑向振動測量探頭安裝在傳感器的線性范圍中點，對應(yīng)的前置器輸出電壓為中點電壓(線性范圍中點間隙值和中點電壓值可以從校準(zhǔn)數(shù)據(jù)單或校準(zhǔn)曲線中查到），一般電壓輸出傳感器線性中點電壓為-10V左右。測量軸的軸向位移時，測量面應(yīng)該與軸是一個整體，這個測量面是以探頭中心線為中心，寬度為1.5倍探頭頭部直徑的圓環(huán)。6、鍵相鍵相（轉(zhuǎn)速）就是軸每分鐘轉(zhuǎn)動的周數(shù)，鍵相器測量就是通過在被測軸上設(shè)置一個凹槽或凸鍵，稱著鍵相標(biāo)記。當(dāng)這個凹槽或凸鍵轉(zhuǎn)到探頭安裝位置時，相當(dāng)于探頭與被測面間距突變，傳感器會產(chǎn)生一個脈沖信號，軸每轉(zhuǎn)一圈，就會產(chǎn)生一個脈沖信號，同時通過對脈沖計數(shù)，可以測量軸的轉(zhuǎn)速。通過將脈沖與軸的振動信號比較，可以確定振動的相位角，用于軸的動平衡分析以及設(shè)備的故障分析與診斷等方面

7．前置器

前置放大器簡稱前置器，它實際上是上個電子信號處理器：一方面前置器為探頭線圈提供高頻交流電源，通常為-24VDC。另一方面前置器感受探頭前面由于金屬導(dǎo)體靠近引起探頭參數(shù)的變化，經(jīng)過前置器處理，產(chǎn)生隨探頭端面與被測金屬導(dǎo)體間隙線性變化的輸出電壓或電流信號。VT-COM+OUT-高頻振蕩電路取樣電路放大整形電路輸出電路探頭連接插件接線端子前置器前置器

二、探頭的型號及含義

1、探頭概述電渦流傳感器（或趨近式傳感器）：我們常接觸到的本特利渦流傳感器有直徑5MM，8MM，11MM，14MM四種，其中5MM，8MM電渦流傳感器的靈敏度為200MV/MIL（7.87V/MM），線性范圍達2MM（80MILS），11MM，14MM電渦流傳感器的靈敏度為100MV/MIL（3.94V/MM），線性范圍達4MM（160MILS）。

直流阻抗：探頭：7.3Ω+0.28Ω/米;延伸電纜：0.222Ω/米（一般整體測量在7－9Ω左右）（用數(shù)字萬用表測量高頻插頭的插針與插頭外殼間的電阻值，如果測量電阻值很小，則說明出現(xiàn)短路，如果測得電阻值非常大，說明已開路或接觸不良,應(yīng)該更換探頭.）現(xiàn)場連線：應(yīng)使用三芯屏蔽電纜，從前置器到監(jiān)視器的最大距離為305米。線性范圍：2MM（80MILS），從被測靶面0.25-2.3MM(10-90MILS)。推薦間隙設(shè)定值：1.27MM(50MILS)。系統(tǒng)長度：（電長度必須和前置器名牌電長度匹配）5米系統(tǒng)：探頭電纜+延伸電纜=5米（整個系統(tǒng)電長度）。9米系統(tǒng)：探頭電纜+延伸電纜=9米（整個系統(tǒng)電長度）。環(huán)境溫度：探頭：-35---177℃;延伸電纜：-51---177℃;前置器：-35---85℃2、3300XL8MM電渦流傳感器解讀：

部件號-AA-BB-CC-DD-EE部件號：330101，330102，330103，330104，330106，330140。常用的部件號的描述見右面表格：3/8-24UNF:3/8表示螺紋名義直徑，24表示每英寸24個牙，UNF表示美國國家統(tǒng)一螺紋標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)牙螺紋部件號：330101具體描述意義：/8-24UNF螺紋,非鎧裝

3301023/8-24UNF螺紋,鎧裝

330103M10x1螺紋,非鎧裝

330105反裝探頭3/8-24UNF螺紋

330106反裝探頭M10x1螺紋

AA：無螺紋長度：04=0.4英BB；殼體總長度：24=2.4英寸CC：總長度：050.5米(1.6英尺)101.0米(3.3英尺)

151.5米(4.9英尺)202.0米(6.6英尺)

505.0米(16.4英尺)909.0米(29.5英尺

DD:接頭和電纜類型選項：

00不裝接頭，標(biāo)準(zhǔn)電纜

01帶有接頭保護器的微型同軸ClickLocTM接頭,標(biāo)準(zhǔn)電纜

02微型同軸ClickLocTM接頭,標(biāo)準(zhǔn)電纜

10不裝接頭,FluidLoc?電纜

11帶有接頭保護器的微型同軸ClickLocTM接頭FluidLoc?電纜

12微型同軸ClickLocTM接頭,FluidLoc?電纜EE：機構(gòu)批準(zhǔn)：00=不需要,代表不需要在危險區(qū)域使用，05=多重批準(zhǔn)。CN:

為“China”提供ATEX/IECEx和中國NEPSI危險區(qū)域標(biāo)記。安裝在中國的所有產(chǎn)品危險區(qū)域必須訂購“

-CN”,替代以前的-05多批準(zhǔn)機構(gòu)選項.舉例：合成機組振動探頭：330106

-05

-30

-15-02

-CN反裝探頭M10x1螺紋－無螺紋長度0.5英寸－殼體總長3英寸

－總長1.5米

－標(biāo)準(zhǔn)電纜-危險區(qū)域標(biāo)記330103

-00

-09

-10

-02

-00M10x1螺紋,非鎧裝

－無螺紋長度0英寸

－殼體總長0.9英寸－總長1米－標(biāo)準(zhǔn)電纜

－不要求3、3300XL前置器：部件號-AA-BB

部件號=330180。

AA：系統(tǒng)總長度：50=5.0米，盤裝。

51=5.0米，軌道安裝。

52=5.0米，無安裝硬件。

90=9.0米，盤裝。

91=9.0米，軌道安裝。

92=9.0米，無安裝硬件。BB：機構(gòu)批準(zhǔn)：00=不需要。4、延伸電纜：3300XL延伸電纜：部件號-AAA-BB-CC部件號=330130

AAA；電纜總長：030=3.0米，085=8.5米。

BB：

接頭保護器和電纜選項：

00標(biāo)準(zhǔn)電纜

01鎧裝電纜

02帶有接頭保護器的標(biāo)準(zhǔn)電纜

03帶有接頭保護器的鎧裝電纜

10FluidLoc?電纜

11鎧裝FluidLoc?電纜

12帶有接頭保護器的FluidLoc?電纜

13帶有接頭保護器的鎧裝FluidLoc?電纜CC：機構(gòu)批準(zhǔn)：00=不需要，05=多重批準(zhǔn)。

前置器及延長線

二、探頭安裝

軸位移探頭安裝步驟：軸位移探頭安裝前，要及時與檢修人員聯(lián)系，一定要在頂軸后再開始安裝。1、探頭安裝前檢查探頭的絲口光滑平整，探頭表面無油污或其它異物。旋轉(zhuǎn)固定螺帽進退自如，無卡澀現(xiàn)象。2、用卡尺量準(zhǔn)汽輪機轉(zhuǎn)子與固定盤的間距,旋轉(zhuǎn)探頭上的固定螺帽，將螺帽與探頭前端的距離調(diào)整至稍大于量準(zhǔn)的間距位置。探頭旋進固定盤時用力不要太猛，感覺碰到異物，要馬上旋出探頭檢查，以免損壞探頭。3、給本特利3500送電，在現(xiàn)場本特利前置放大器的VT端和COM端接上萬用表，檢查24V電源是否正常。4、將探頭電纜的連接接頭與前置放大器的延伸電纜的連接接頭連接好。5、用萬用表接好本特利前置放大器的OUT端和COM端，旋轉(zhuǎn)探頭上的固定螺帽,調(diào)整探頭與轉(zhuǎn)子的間距。電壓如下計算。

（難點為算好提前量，緊固時探頭會轉(zhuǎn)動）首先確定轉(zhuǎn)子的竄量值，這個問題容易解決，一般在機組的參數(shù)說明書內(nèi)就可獲取到或設(shè)備人員現(xiàn)場測量；其次需要讓機械人員配合把轉(zhuǎn)子撬到一端，遠(yuǎn)離端或靠近端都可；然后用計算公式得出安裝零界電壓值，我們假設(shè)竄量值用C（chuan）表示，零點間隙值為L，靈敏度為M，零界電壓值為V，得出公式：V遠(yuǎn)=(L+C/2)×M;V近=（L-C/2）×M

已知：L=1.27㎜，M=7.87V/㎜壓縮機某氣缸的軸竄量為38道即0.38㎜，采用第二種安裝方法，求遠(yuǎn)離端和靠近端時安裝電壓分別是多少？位移探頭安裝???壓縮機某氣缸的軸竄量為38道即0.38㎜，采用第二種安裝方法，求遠(yuǎn)離端和靠近端時安裝電壓分別是多少？解：遠(yuǎn)離端V遠(yuǎn)=(L+C/2)×MV遠(yuǎn)=（1.27+0.38/2）×7.87V遠(yuǎn)≈11.49VDC靠近端V近=（L-C/2）×MV近=（1.27-0.38/2）×7.87V近≈8.5VDC單位換算：1MM=1000UM1道=10UM1MIL=2.54道=25.4UM軸振探頭安裝步驟：1、探頭安裝前檢查探頭的絲口光滑平整，探頭表面無油污或其它異物。旋轉(zhuǎn)固定螺帽進退自如，無卡澀現(xiàn)象。2、卡尺量準(zhǔn)汽輪機轉(zhuǎn)子與上缸開口絲孔的間距,旋轉(zhuǎn)探頭上的固定螺帽，將螺帽與探頭前端的距離調(diào)整至稍大于量準(zhǔn)的間距位置。探頭旋進時用力不要太猛，感覺碰到異物，要馬上旋出探頭檢查，以免損壞探頭。3、本特利3500送電，在現(xiàn)場本特利前置放大器的VT端和COM端接上萬用表，檢查24V電源是否正常。4、探頭電纜的連接接頭與前置放大器的延伸電纜的連接接頭連接好。5、萬用表接好本特利前置放大器的OUT端和COM端，旋轉(zhuǎn)探頭上的固定螺帽,調(diào)整探頭與轉(zhuǎn)子的間距。標(biāo)準(zhǔn)電壓值通常為(-)9.75V。6、查上位機顯示的相應(yīng)軸振示值是否正常，在停機盤車狀態(tài)下10um以下為正常。

鍵相探頭傳感器安裝鍵相探頭傳感器與振動探頭傳感器安裝方法是一樣的。通過將脈沖與軸的振動信號比較，可以確定振動的相位角，用于軸的動平衡分析以及設(shè)備的故障分析與診斷等方面。凹槽或凸鍵要足夠大，以使得產(chǎn)生的脈沖峰峰值不小于5V(API670標(biāo)準(zhǔn)要求不小于7V)。一般若采用φ8探頭，則這一凹槽或凸鍵寬度應(yīng)大于7.6mm、深度或高度應(yīng)大于1.5mm(推薦采用2.5mm以上)、長度應(yīng)大于10mm。凹槽或凸鍵應(yīng)平行于軸中心線，其長度盡量長，以防止當(dāng)軸產(chǎn)生軸向竄動時，探頭還能對著凹槽或凸鍵。鍵相標(biāo)記可以是凹槽，也可以是凸鍵，如圖2-5所示，API670標(biāo)準(zhǔn)要求用凹槽的型式。當(dāng)標(biāo)記是凹槽時，安裝探頭要對著軸的完整部分調(diào)整初始安裝間隙，而不能對著凹槽來調(diào)整初始安裝間隙。而當(dāng)標(biāo)記是凸鍵時，探頭一定要對著凸起頂部表面調(diào)整初始安裝間隙，不能對著軸的其它完整表面進行調(diào)整。否則當(dāng)軸轉(zhuǎn)動時，可能會造成凸鍵與探頭碰撞，剪斷探頭。為了便于快速判斷鍵相信號的位置，應(yīng)該對鍵相器探頭安裝位置在機器外殼上做上標(biāo)志，對于鍵相標(biāo)記的角度位置應(yīng)該在軸的露出部分做上標(biāo)志。鍵相探頭傳感器安裝

探頭安裝注意事項

1、振動安裝間隙電壓為-9.75V，振動安裝電壓可-9.6V到-10V之間均可，（接近電壓減小，遠(yuǎn)離電壓增加）偏離范圍很大時，要把探頭與延伸電纜脫開調(diào)整后再測，以防把線受擰。一般我們安裝時習(xí)慣把探頭擰到底，再往回擰2圈兒再測。2、振動探頭與套管的連接處一定要加704膠，探頭往機體上安裝時，在絲上也加704膠，防滲油。3、安裝位置定義：北、西、上側(cè)為A或單數(shù)。南，東，下側(cè)為B或雙數(shù)。4、前置器上測電壓時，萬用表要接接線端子COM-和OUT+端,不能接錯。前置器上標(biāo)有metresystem前面的數(shù)字代表幾米的系統(tǒng)，探頭的長度加延伸電纜的長度必須等于這個數(shù)字。5、振動探頭與延伸電纜接頭處要連接好。（接頭油污影響信號電壓不線性，清洗劑用酒精，或不含油脂類的清洗劑）6、振動探頭安裝完，背母一定要擰緊，背母上加704膠。7、布線固定，線要拉緊，固定好易被油沖刷的尖銳地方要用銅塑線包扎，以防磨損。8、標(biāo)記用熱縮管打位號，做三個標(biāo)記。9、出線口密封，最里面先用白羊布加704膠包一層，再加膠塞，膠塞后再加膠再連接穿線管。10、探頭阻值和絕緣的測量，電阻測量要求8-10歐姆，絕緣測量要求20兆歐以上。11、記錄：安裝位置、振動探頭的P/n，s/n、安裝間隙電壓、阻值、絕緣、安裝完畢后DCS顯示值等等探頭安裝調(diào)試是一項重要、精細(xì)、繁瑣的工作，做好這項工作我們還應(yīng)有一絲不茍、不屈不撓、聚思廣益的精神。正確的安裝，調(diào)校及良好的維護，使壓縮機長周期運轉(zhuǎn)成為可能.TKl3E組成TK–3E校驗儀

1.千分軸組合2.搖桿組合3.電源接口4.電壓選擇開關(guān)5.速度控制旋鈕6.電源開關(guān)三、探頭校驗TK3校準(zhǔn)儀的使用

TK-3E與TK-3G僅需要外部提供電源，連接電源前請事先調(diào)整TK3E的115/230VAC至正確位置，以免造成機器損壞。應(yīng)用公告：TK-3E提供了120VAC的電源線，如果需要使用240VAC的電壓輸入，需準(zhǔn)備一條可以6A-15A輸入的電源線進行替換。

TK-3E與TK-3G各自擁有兩個一樣的探頭固定器，該部件取名為VProbeMount。兩個探頭固定器用來固定不同口徑的探頭，一個用在搖桿組合上，一個用在千分軸組合上。

斜盤為渦流探頭輸入一個機械振動。通過手動調(diào)節(jié)搖桿組合的位置觀看探頭振動改變，當(dāng)搖桿組合對準(zhǔn)斜盤中心時系統(tǒng)產(chǎn)生最小振值，移動搖桿組合到斜盤邊緣產(chǎn)生最大振值。因為斜盤與渦流探頭和電機轉(zhuǎn)軸不成90度角，電機旋轉(zhuǎn)帶動斜盤轉(zhuǎn)動在探頭上產(chǎn)生間隙變化。2．千分軸千分軸每一小格是１道千分軸的使用1:轉(zhuǎn)速校驗1):儀器轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分鐘(要求不同,轉(zhuǎn)速不同)則F=(10000/60)×15=2500Hz

頻率脈沖由頻率發(fā)生器產(chǎn)生，脈沖幅值應(yīng)在6V以上，但有的軸向儀幅值為3V以下便可啟動時，幅值可低些。

左側(cè)公式中15是齒數(shù)。如下圖為四齒。它如果每秒轉(zhuǎn)5周，那么探頭將在一秒鐘內(nèi)輸出20個脈沖信號。顯示儀表將把接受到的20個脈沖除以4，得到顯示為5數(shù)。PROXIN24VDCCOM電源COM頻率發(fā)生器顯示儀對顯示儀進行校驗的校驗圖2、模擬現(xiàn)場轉(zhuǎn)速試驗：

注：當(dāng)轉(zhuǎn)速達到了一定的值時，轉(zhuǎn)速顯示才有指示，若電壓值低于某值時，也不顯示，是由于門電路未打開，可通過調(diào)門電位器實現(xiàn)。PROXPWRCOMPROXIN顯示儀前置放大器DC24vCOMOUTPUT轉(zhuǎn)速探頭的動態(tài)校驗圖TK3-E探頭固定支承轉(zhuǎn)盤電源開關(guān)調(diào)速旋鈕3、振動、位移、轉(zhuǎn)速探頭的靜態(tài)校驗圖1．讓探頭靠近套筒千分軸（用后端小旋鈕），記下此時的間隙和輸出電壓（應(yīng)在1V以下）。再使間隙每次增加12.5道，分別記下輸出電壓。2、對于振動和轉(zhuǎn)速探頭的安裝，取線性段的中點作為安裝值進行安裝。例：一支探頭的線性范圍在1.25V~18.25V，那么其線性中點為9.75V。那么振動探頭和轉(zhuǎn)速探頭安裝時的安裝電壓可選取在9±0.5V。

TK3-E套筒千分尺探頭固定支承PROXPWRCOMPROXIN顯示儀前置放大器萬用表DC24vCOMOUTPUT4、振動、位移探頭的動態(tài)校驗步驟：1、用千分尺測出被測盤的振動幅值，并記錄下來。